光刻原理和技术.ppt

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1、第八章光刻原理和技术－Lithography§8.1引言§8.2光刻工艺流程§8.3光刻光学§8.4光致抗蚀剂§8.5先进的曝光技术§8.1引言光刻是IC制造业中最为重要的一道工艺每三年尺寸减小0.7X.硅片制造工艺中，光刻占所有成本的35%??所在的地方代表了roadmap发展的最大的不确定性设计功能模块，利用软件在功能模块之间布线。用工具检查是否有违反设计规则(designrule)。用电路级和系统级模拟工具预测电路性能从设计转移到掩膜版制备，用扫描电子束或激光束在光掩膜版上形成图形。光学曝光，对硅片进行光刻。Mask

2、DefinitionMaskdefinitionstartwithamicro-systemormicro-circuitordeviceconceptThisisfollowedbyLogicDesignCircuitDesignDeviceDesignProcessDesign&SimulationMaskLayoutandfabricationMask:fusedsilicaplatecoveredwithCr(~80nm)用一个工艺中所需要的光刻次数或者掩膜版的多少来衡量该工艺的难易程度。一个典型的硅集成电路工艺包括

3、20多块掩膜版通常我们所说的0.13m,0.09m工艺就是指的光刻技术所能达到最小线条的工艺。版图设计规则（设计者和制造厂的约定）ULSI对光刻的基本要求:高分辨率高灵敏度的光刻胶低缺陷精密的套刻对准对大尺寸硅片的加工第八章光刻原理和技术－Lithography§8.1引言§8.2光刻工艺流程§8.3光刻光学§8.4光致抗蚀剂§8.5先进的曝光技术光刻流程－LithographyProcess在硅片上涂一层光刻胶，经过曝光在某些区域感光，经显影后留下胶膜的图形，再把这层胶膜的图形作为掩膜，进一步对其下的SiO2进行腐蚀，

4、或者进行离子注入等，把胶膜上的图形转换到硅衬底的薄膜上去。光刻工艺流程PhotoResistCoatingMask&DUVStepperExposurePHOTOPhotoResistDevelopmentPHOTOEtching(Wet/Dry)PhotoResistStrippingETCHFilmDepositionRawmaterialThinFilmThinFilm-PHOTO-ETCHPhysicallayerformationcycle光刻工艺流程如何在一定区域腐蚀硅？光刻技术可分为三个部分光源(lightso

5、urces)曝光系统(exposuresystem)光刻胶(photoresist)能量(光源):引起光刻胶化学反应，改变光刻胶溶解速率；掩膜版(mask):对光进行掩膜，在光刻胶上制造掩膜版的图形对准系统(Aligner):在硅片上把掩膜版和以前的图形对准。光刻胶(Resist):把图形从掩膜版转移到硅片。衬底(substrate)：具有以前的掩膜版图形。光源－LightSource降低器件特征尺寸(featuresize),要求采用短波长的光源一般光刻用的光源：高压汞灯(HgArclamp),可以产生多种波长的光。G-l

6、ine:436nm;I-line:365nm;准分子激光(Excimerlaser)：DUVKrF(248nm);ArF(193nm)X射线(0.5nm)，电子束(0.62Å)，离子束(0.12Å)g-line:=436nm,usedfor0.5umproductioni-line:=365nm,usedfor0.35umproductionKrF:=248nm,usedfor0.25-0.18umproductionArF:=193nm,usedfor0.13-0.10umproductionOpticallith

7、ograpyX-ray:=0.5nm,E-beam:=0.062nm,Ion-beam:=0.012nm,Advancedlithograpy硅片曝光系统(Waferexposuresystem)完成前后两次光刻图形的精密套刻对光刻胶进行曝光曝光分类接触式(Contact)接近式(Proximity)投影式(Projection)Threetypesofexposuresystemshavebeenused.1:1ExposureSystemsUsually4Xor5XReduction目前主流光刻机是Projecti

8、onPrinting光刻掩模版为4X或5X，每一次曝光到晶片的部分区域，一般每台光刻机每小时可以加工25－50片晶片第八章光刻原理和技术－Lithography§8.1引言§8.2光刻工艺流程§8.3光刻光学§8.4光致抗蚀剂§8.5先进的曝光技术§8.3光刻光学(opticsoflith